电场方向 电场强度方向和电场力方向

电场方向(电场强度方向是什么)

  • 地理有东南西北方位,确定了方位才不会迷路。电学中的方向问题十分重要,如果方向不明确,那你会四处碰壁的,无法理清各种纷繁复杂的关系。我们先做一个实验:改变电池极性,电流计指针偏转方向发生改变,这表明其指针受力方向与电流方向有关。

电流方向改变指针偏转方向改变

  • 电工中的方向问题是如何产生的?由于电荷由两种不同的极性组成:正电荷、负电荷,并且异性相吸,同性相斥,这就带来了电荷受力方向、运动方向的问题,电荷不同方向也就不同,需要对此进行明确,这就是电压、电流、电场有方向的原因。磁场的性质和电场相似,也有两个极,也是异性相吸,同性相斥,通电导体在其中受力方向或运动导体切割磁力线产生感生电动势的方向均与磁场的极性有关,这就必须明确磁场的方向。

  • 1.电压方向:规定由高电位指向低电位或者由正极指向负极。有两种表示方法:第一种箭头表示法,箭头由高电位指向低电位;第二种下标表示法,Uab表示电压是由a点指向b点,同箭头方向一致;如下图所示。我们常用水压比喻电压,水流方向就是由高到低,水压由高位指向低位。

  • 2.电流方向:规定为正电荷移动方向就是电流的方向。有两种表示方法:第一种箭头表示方法,箭头指向就是电流方向;第二种下标表示,如下图通过电阻R的电流方向Iab,指电流方向由a流向b,与箭头方向一致;对于导体由于实际导电的载流子是自由电子,它与电流方向是相反的,这是人们最初定义的,当时对导体导电的性质还没有认识的情况下规定的。这个我们知道就行,它并不影响我们的研究。

  • 3.电动势方向:规定为由低电位指向高电位,用箭头表示法,箭头指向高电位方向;其指向正好与电压方向相反,因为电源的功能是将低电位的正电荷移动到高电位,因此由低电位指向高电位。

  • 4.电场方向:规定电场方向就是电场中正电荷的受力方向,平行板电场或两个异种电荷由高电位极板指向低电位极板。这一点和电压方向是一致的,实际上它们的机理是相同的,都是电荷在电场中受力运动,只不过一个是在空间内,一个是在导体内。二极电子管能够单向导电的原因就在这里。

  • 5.磁场方向:磁感应强度、磁场强度的方向规定由北极N指向南极;约定了磁场方向、电流方向、导体运动方向就得出了左手定则、右手定则、右手螺旋定则。

  • 6.电流、电压、电动势、磁通的正方向。上面我们说的电压、电流、电动势的方向指的是实际的方向,在处理过程中会遇到另一种情况,就是我们事先并不知道这些物理量的实际方向。这时就需要引入一个假定的参考方向,这就是正方向。当实际方向与正方向一致时,数值为正值,相反时数值为负值。

  • 7.需要指出的是电场方向、磁场方向与电压、电流、电动势、磁通的方向性质是不同的。前者是矢量,也就是这些物理量与空间有关,当方向改变时,导体受力的大小、电动势等均会改变;而后者是代数量或者叫标量,仅仅影响的是计算结果是正负的问题,不影响大小,在使用上应该注意。

有了上面的基础知识,我们开始解决实际问题吧。

  1. 欧姆定律的关联方向,箭头所指的方向均是电压、电流的正方向。

欧姆定律电压、电流方向关联

  • 2.我们在计算、分析电路的时候首先要标出电压、电流的正方向,然后根据有关定律进行分析、计算;如下图,根据电压、电流的正方向可以列出方程组,然后计算。

  • 电磁感应定律公式ε=-Ndφ/dt,规则是磁通正方向与感应电流正方向符合右手螺旋定则;自感电动势ε=-LdI/dt,电流方向与自感电动势方向关联;三相交流电相电压瞬时值的正方向规定由首端指向尾端。

  • 掌握电学物理量的方向规则,并正确应用,可以非常便捷的解决大量物理问题。

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